DE19809433C1 - Initialisation method for motor vehicle anti-theft protection system - Google Patents
Initialisation method for motor vehicle anti-theft protection systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Initialisieren eines Diebstahlschutzsystems für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbe griff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for initializing a Anti-theft protection system for a motor vehicle according to Oberbe handle of claim 1.
Ein bekanntes Diebstahlschutzsystem (DE 38 20 248 A1) weist eine Antennenvorrichtung in der Fahrertür auf. Wenn ein Be nutzer in das Fahrzeug einsteigen möchte, so wird durch Betä tigen eines Auslöseschalters ein Frage-Antwort-Dialog ausge löst. Hierbei wird ein Fragesignal von der Antennenvorrich tung im Fahrzeug zu einem von dem Benutzer getragenen Ant wortgeber gesendet. Dieser sendet ein verschlüsseltes Ant wortsignal zurück, falls er das Fragesignal empfängt. Im Kraftfahrzeug wird das Antwortsignal mit einem erwarteten Sollsignal verglichen und wenn die beiden übereinstimmen (erfolgreiche Authentifikation), so werden die Türen ver- oder entriegelt.A known anti-theft system (DE 38 20 248 A1) has an antenna device in the driver's door. If a Be user wants to get into the vehicle, Betä a question-and-answer dialogue solves. Here, a question signal from the antenna device device in the vehicle to an ant worn by the user word giver sent. This sends an encrypted Ant word signal back if he receives the question signal. in the Motor vehicle is the response signal with an expected Target signal compared and if the two match (successful authentication), the doors are locked or unlocked.
Der gleiche Frage-Antwort-Dialog läuft auch im Kraftfahrzeug ab, wenn der Benutzer das Fahrzeug starten möchte. Nach Betä tigen des Zündschalters wird ein Fragesignal ausgesendet und ein Antwortsignal daraufhin zurückgesendet. Wenn das Antwort signal berechtigt ist, so wird die Wegfahrsperre gelöst.The same question-answer dialog also runs in the motor vehicle when the user wants to start the vehicle. After bet the ignition switch, a question signal is sent and a response signal is then sent back. If that answer signal is authorized, the immobilizer is released.
Bei einem solchen Diebstahlschutzsystem kann es nun vorkom men, daß die Reichweite des Fragesignals zu gering ist, so daß der Antwortgeber das Fragesignal nicht empfangen kann. Es kann auch vorkommen, daß die Reichweite des Fragesignals zu groß ist, und weitere in der Nähe befindliche Antwortgeber irrtümlich angesprochen werden (Überreichweite). Beim Versuch die Wegfahrsperre zu lösen, ist es besondere wichtig, daß nur ein Antwortgeber in der Nähe des Fahrzeugs oder im Fahrzeu ginneren angesprochen wird, auch wenn der Antwortgeber bei spielsweise im Inneren des Kraftfahrzeugs im Seitenfach weit ab vom Zündschloß abgelegt ist. Kann der Antwortgeber das Fragesignal nicht empfangen, so kann der Benutzer nicht in sein Kraftfahrzeug einsteigen und auch nicht sein Kraftfahr zeug nicht starten.Such an anti-theft system can now occur men that the range of the question signal is too short, so that the responder cannot receive the question signal. It It can also happen that the range of the question signal increases is large, and other responders nearby are addressed erroneously (overreach). When trying To solve the immobilizer, it is particularly important that only a responder near the vehicle or in the vehicle ginneren is addressed, even if the responder at for example, inside the motor vehicle in the side compartment from the ignition lock. Can the responder do that Question signal not received, the user can not in get into his motor vehicle and not his motor vehicle either do not start stuff.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Initialisieren eines Diebstahlschutzsystems für ein Kraft fahrzeug zu schaffen, bei dem während des Betreibens des Diebstahlschutzsystems Signale derart von einem fahrzeugsei tigen Sender ausgesendet werden, daß sie von einem in einem definierten Abstand zum Kraftfahrzeug befindlichen tragbaren Antwortgeber zuverlässig empfangen werden.The invention is based on the problem of a method for Initialize an anti-theft system for a force to create vehicle in which while operating the Anti-theft system signals such from a vehicle's egg term transmitters that they are broadcast by one in one defined distance from the motor vehicle portable Responders are reliably received.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei der Initialisierung sendet eine Sende- und Empfangseinheit ein Fragesignal mehrfach so lange systematisch nach einem vorgegebenen Algorithmus mit verän derten Sendebedingungen aus, bis der Antwortgeber gerade noch ein Fragesignal empfängt. Wenn die Position des Antwortgebers bei der Initialisierung fest ist, so kann somit zuverlässig die maximale Reichweite der Signale exakt den unmittelbaren Außenraum oder auf den Innenraum des Kraftfahrzeugs einge stellt werden. Somit empfängt der Antwortgeber sicher das Fragesignal, sobald er sich in der Nähe des Kraftfahrzeugs oder innerhalb des Kraftfahrzeugs befindet.This problem is solved by the features of the invention Claim 1 solved. When initializing sends one Transmitting and receiving unit a question signal several times as long systematically change according to a given algorithm conditions until the responder barely receives a question signal. If the position of the responder is fixed at initialization, so it can be reliable the maximum range of the signals exactly the immediate Exterior or turned on the interior of the motor vehicle be put. So the responder certainly receives that Question signal as soon as it is near the motor vehicle or inside the motor vehicle.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Un teransprüche gekennzeichnet. So können die Sendebedingungen, bei denen unter den Einstellbedingungen während der Initiali sierung gerade noch ein Antwortsignal von der Sende- und Emp fangseinheit empfangen wird, als zukünftige Sendebedingungen in einem Speicher abgespeichert werden. Mit diesen Sendebe dingungen werden später Fragesignale ausgesendet. Als Sende bedingungen wird vorzugsweise die Sendeleistung des Senders in der Sende- und Empfangseinheit verwendet werden, wodurch die Reichweite der Signale festgelegt ist.Advantageous embodiments of the invention are the Un marked claims. So the transmission conditions, where under the setting conditions during the initiali sation just a response signal from the transmit and Emp receiving unit is received as future transmission conditions be stored in a memory. With these broadcasts conditions will be sent out later. As broadcast Conditions are preferably the transmission power of the transmitter be used in the transmitting and receiving unit, whereby the range of the signals is fixed.
Als Antennen werden elektrische Spulen verwendet, die am oder im Kraftfahrzeug verteilt angeordnet sind. Somit benötigen einzelne Antennen keine zu große Sendeleistung. Die Sendebe dingungen können bei der Initialisierung innerhalb eines vor gegebenen Bereichs stufenweise oder kontinuierlich verändert werden, bis der Antwortgeber gerade noch das Fragesignal emp fängt. Somit werden die richtigen Sendebedingungen schnell ermittelt. Jeder Antwortgeber kann eine Kennung zusammen mit dem Antwortsignal aussenden, wodurch die gerade eingestellte Sendebedingung zu der Kennung zugeordnet werden kann. Somit kennt die Sende- und Empfangseinheit die Sendebedingungen zu jedem Antwortgeber.Electrical coils are used as antennas on or are distributed in the motor vehicle. So need it individual antennas no excessive transmission power. The Sendebe Conditions can be initialized within a before given range gradually or continuously until the responder is just emp emp catches. Thus, the right transmission conditions are quick determined. Each responder can have an identifier along with send the response signal, whereby the just set Sending condition can be assigned to the identifier. Consequently the transmitter and receiver unit knows the transmission conditions every responder.
Der Antwortgeber kann auch eine Meßeinrichtung aufweisen, mit der die empfangene Sendeleistung gemessen wird. Diese Lei stung kann als Meßwert zurück zu der Sende- und Empfangsein heit im Kraftfahrzeug gesendet werden. Somit kann die Sende- und Empfangseinheit aus der gemessenen Leistung errechnen, wie die Sendebedingungen zu verändern sind, damit der Ant wortgeber gerade noch ein Fragesignal empfängt.The responder can also have a measuring device with which the received transmission power is measured. This lei stung can be used as a measured value back to the send and receive unit be sent in the vehicle. Thus, the broadcast and calculate the receiving unit from the measured power, how to change the transmission conditions so that the Ant word giver just receives a question signal.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the schematic drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1: ein Blockschaltbild eines Diebstahlschutzsystems, Fig. 1 shows a block diagram of a theft protection system,
Fig. 2: ein Blockschaltbild einer Sende- und Empfangseinheit des Diebstahlschutzsystems gemäß Fig. 1, FIG. 2 shows a block diagram of a transmitting and receiving unit of the anti-theft system of Figure 1.
Fig. 3: ein Blockschaltbild eines tragbaren Antwortgebers des Diebstahlschutzsystems nach Fig. 1, FIG. 3 shows a block diagram of a portable responder of the anti-theft system of Figure 1.
Fig. 4: ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfah rens zum Initialisieren, FIG. 4 shows a flowchart of procedural invention proceedings for initializing,
Fig. 5: eine Richtcharakteristik einer Antenne des Dieb stahlschutzsystems und Fig. 5: a directional characteristic of an antenna of the thief steel protection system and
Fig. 6: eine Vorrichtung zum Messen der Reichweite der von einzelnen Antennen ausgesendeten Signale. FIG. 6 shows an apparatus for measuring the range of the light emitted from each antenna signals.
Ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug weist eine Sende- und Empfangseinheit 1 (Fig. 1) im Kraftfahrzeug auf. Die Sende- und Empfangseinheit 1 ist über Leitungen 2 mit An tennen 3, 4, 5, 6 verbunden. Beispielhaft sind vier Antennen dargestellt, und zwar eine Fahrertürantenne 3, eine Beifah rertürantenne 4, eine Heckantenne 5 und eine Innenraumantenne 6. Die Türantennen 3, 4, 5 überdecken mit ihrer Richtcharak teristik den Außenbereich um die jeweilige Tür. Die Innenrau mantenne 6 überdeckt mit ihrer Richtcharakteristik den Be reich um das Zündschloß und um den Fahrersitz. Es können auch mehrere Innenraumantennen vorhanden sein, die alle das Frage signal zeitgleich oder zeitversetzt aussenden.An anti-theft system for a motor vehicle has a transmitting and receiving unit 1 ( FIG. 1) in the motor vehicle. The transmitting and receiving unit 1 is connected via lines 2 to antennas 3 , 4 , 5 , 6 . Four antennas are shown as examples, namely a driver door antenna 3 , a passenger door antenna 4 , a rear antenna 5 and an interior antenna 6 . With their directional characteristics, the door antennas 3 , 4 , 5 cover the outside area around the respective door. The interior wall antenna 6 covers with its directional characteristic the area around the ignition lock and around the driver's seat. There may also be several indoor antennas, all of which emit the question signal at the same time or with a delay.
Das Fragesignal kann auch über die Antennen 3, 4, 5 in den Türen sowohl in den Innenraum als auch in den Außenraum (unmittelbare Umgebung um das Kraftfahrzeug) gesendet werden.The question signal can also be sent via the antennas 3 , 4 , 5 in the doors both into the interior and into the exterior (immediate area around the motor vehicle).
Die Sende- und Empfangseinheit 1 sendet Signale über die An tennen 3, 4, 5, 6 drahtlos (vgl. blitzförmigen Pfeil in der Fig. 1) zu einem tragbaren Antwortgeber (im folgenden als Transponder 7 bezeichnet) aus, empfängt drahtlos Signale von diesem, wertet diese aus und steuert nach erfolgreicher Aus wertung nicht dargestellte elektronische Einheiten im Kraft fahrzeug.The transmitting and receiving unit 1 sends signals via the antennas 3 , 4 , 5 , 6 wirelessly (cf. lightning-shaped arrow in FIG. 1) to a portable responder (hereinafter referred to as transponder 7 ), receives signals wirelessly from the latter , evaluates them and, after successful evaluation, controls electronic units (not shown) in the motor vehicle.
Die Sende- und Empfangseinheit 1 sendet über die Antennen 3, 4, 5, 6 jeweils ein Fragesignal bei Betätigen eines Auslöse schalters 8 (Fig. 2) aus. Falls das Fragesignal von dem tragbaren Transponder 7 empfangen wird, so sendet dieser ein Antwortsignal zurück (dies wird auch als Frage-Antwort-Dialog oder als Challenge und Response bezeichnet).The transmitting and receiving unit 1 transmits via the antennas 3 , 4 , 5 , 6 a question signal each time a trigger switch 8 ( FIG. 2) is actuated. If the question signal is received by the portable transponder 7 , it sends back an answer signal (this is also referred to as a question-answer dialog or as a challenge and response).
Das Antwortsignal wird von einer der Antennen 3, 4, 5, 6 im Kraftfahrzeug oder einer anderen, nicht dargestellten Antenne empfangen und der Sende- und Empfangseinheit 1 als Auswerte einheit zugeleitet. Dort wird das Antwortsignal auf seine Be rechtigung geprüft und der Inhalt ausgewertet.The response signal is received by one of the antennas 3 , 4 , 5 , 6 in the motor vehicle or another antenna, not shown, and sent to the transmitting and receiving unit 1 as an evaluation unit. There, the response signal is checked for authorization and the content is evaluated.
Die Sende- und Empfangseinheit 1 ist mit Türschlössern, der Wegfahrsperre oder sonstigen elektronischen Steuergeräten im Kraftfahrzeug über Daten- oder Steuerleitungen 9 (Fig. 2) verbunden. Wenn sich der Transponder 7 als berechtigt heraus stellt, d. h. das Antwortsignal stimmt mit einem erwarteten Sollsignal überein, so ist die sogenannte Authentifikation erfolgreich. Daraufhin werden je nach Inhalt des Antwortsi gnals ein oder alle Türschlösser ver- oder entriegelt. Ebenso kann eine Wegfahrsperre gelöst, das Innenlicht ein- oder aus geschaltet, Fenster oder Schiebedach geöffnet oder geschlos sen, die Heizung/Klimaanlage ein- oder ausgeschaltet, Die Sitze verstellt, das Radio ein-/ausgeschaltet, die Spiegel auf den jeweiligen Benutzer eingestellt werden, usw.The transmitting and receiving unit 1 is connected to door locks, the immobilizer or other electronic control devices in the motor vehicle via data or control lines 9 ( FIG. 2). If the transponder 7 turns out to be authorized, ie the response signal coincides with an expected target signal, the so-called authentication is successful. Depending on the content of the answer signal, one or all door locks are then locked or unlocked. An immobilizer can also be released, the interior lights switched on or off, windows or sunroofs opened or closed, the heating / air conditioning switched on or off, the seats adjusted, the radio switched on / off, the mirrors adjusted to the respective user , etc.
Die Sende- und Empfangseinheit 1 weist hierzu eine Steuerein heit 10 (Mikroprozessor µP) auf, die Steuersignale über die Daten- oder Steuerleitungen 9 oder einen Fahrzeugbus an die entsprechenden elektronischen Einheiten im Kraftfahrzeug aus gibt.For this purpose, the transmitting and receiving unit 1 has a control unit 10 (microprocessor μP) which outputs control signals via the data or control lines 9 or a vehicle bus to the corresponding electronic units in the motor vehicle.
Um den Frage-Antwort-Dialog zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Transponder 7 einzuleiten, muß das Fragesignal zunächst ausgelöst werden. Hierzu kann entweder der Transponder 7 ei nen Auslöseschalter (Taster) aufweisen, bei dessen Betätigung ein Startsignal zu dem Kraftfahrzeug gesendet wird, woraufhin das Fragesignal ausgelöst wird. Der Auslöseschalter 8 kann auch am Kraftfahrzeug, beispielsweise als Zündschalter oder als Türschalter, angeordnet sein, bei dessen Betätigung das Fragesignal ausgesendet wird.In order to initiate the question-answer dialogue between the motor vehicle and the transponder 7 , the question signal must first be triggered. For this purpose, either the transponder 7 may have a trigger switch (pushbutton), upon actuation of which a start signal is sent to the motor vehicle, whereupon the question signal is triggered. The trigger switch 8 can also be arranged on the motor vehicle, for example as an ignition switch or as a door switch, the actuation of which sends the question signal.
Das Fragesignal in einem Sender 11 moduliert und über eine oder mehrere Antennen 3, 4, 5, 6 ausgestrahlt. Umgekehrt emp fängt eine oder mehrere der Antennen 3, 4, 5, 6 oder eine weitere Antenne das Antwortsignal und leitet es weiter zu ei nem Empfänger 12, wo das Antwortsignal demoduliert wird. Der Empfänger 12 gibt das demodulierte Antwortsignal der Steuer einheit 10 weiter, wo es ausgewertet wird.The question signal is modulated in a transmitter 11 and transmitted via one or more antennas 3 , 4 , 5 , 6 . Conversely, one or more of the antennas 3 , 4 , 5 , 6 or another antenna receives the response signal and forwards it to a receiver 12 , where the response signal is demodulated. The receiver 12 passes the demodulated response signal to the control unit 10 , where it is evaluated.
Die Sende- und Empfangseinheit 1 weist einen Sollwertspeicher 14 auf, in dem das erwartete Sollsignal gespeichert ist, das mit dem empfangenen Antwortsignal verglichen wird. Außerdem ist ein Sendespeicher 15 in der Sende- und Empfangseinheit 1 angeordnet. In dem Sendespeicher 15 sind Sendebedingungen ge speichert, die während einer Initialisierung des Diebstahl schutzsystems ermittelt wurden und die die Art und Weise des Aussendens des Fragesignals bestimmen. So sind beispielsweise die Trägerfrequenz, die Sendeleistung oder die Phase der aus zusendenden Signale gegenüber Signalen, die mit einer anderen Antenne ausgesendet werden, dort gespeichert.The transmitting and receiving unit 1 has a target value memory 14 , in which the expected target signal is stored, which is compared with the received response signal. In addition, a transmission memory 15 is arranged in the transmission and reception unit 1 . In the transmission memory 15 transmission conditions are stored ge, which were determined during an initialization of the theft protection system and which determine the manner in which the query signal is sent. For example, the carrier frequency, the transmission power or the phase of the signals to be sent compared to signals that are sent out with another antenna are stored there.
Der Transponder 7 (Fig. 3) ist vorteilhafterweise auf einer scheckkartengroßen Karte, in einem Schlüsselgriff oder in ei nem Schlüsselanhänger angeordnet. Er weist einen Sender 16 und einen Empfänger 17 auf, die mit einem Transponder-IC 18 verbunden sind. In dem Transponder-IC 18 ist eine vor unbe rechtigtem Zugriff geschützte, benutzerspezifische Codeinfor mation gespeichert oder es wird eine solche dort mit Hilfe eines mathematischen Algorithmus erzeugt. Die Codeinformation wird zum Verschlüsseln des Antwortcodesignals verwendet. An schließend wird das Antwortsignal zurückgesendet, wenn zuvor das gültiges Fragesignal empfangen wurde.The transponder 7 ( FIG. 3) is advantageously arranged on a credit card-sized card, in a key handle or in a key ring. It has a transmitter 16 and a receiver 17 , which are connected to a transponder IC 18 . Protected against unauthorized access, user-specific code information is stored in the transponder IC 18 or it is generated there with the aid of a mathematical algorithm. The code information is used to encrypt the response code signal. The response signal is then sent back if the valid question signal was previously received.
Zum Senden und Empfangen von Signalen weist der Transponder 7 eine Antenne 19 in Form einer Spule auf. Mit dieser werden die Signale induktiv zu einer der Antennen 3, 4, 5, 6 des Kraftfahrzeugs gesendet oder von dieser empfangen. Statt in duktiver Übertragung der Signale können auch eine HF-Über tragung (Funkübertragung) oder eine optische Übertragung (IR- Signal) vorgesehen sein. Dementsprechend sind dann die Anten nen ausgebildet.The transponder 7 has an antenna 19 in the form of a coil for transmitting and receiving signals. With this, the signals are inductively sent to or received by one of the antennas 3 , 4 , 5 , 6 of the motor vehicle. Instead of in a ductive transmission of the signals, an HF transmission (radio transmission) or an optical transmission (IR signal) can also be provided. The antennas are then formed accordingly.
Anhand des Ablaufdiagramms von Fig. 4 wird erläutert, wie das Initialisieren des Diebstahlschutzsystems und damit das Einstellen der Sendebedingungen vonstatten geht. Vorausset zung dabei ist, daß die Position und die Lage des Transpon ders 7 bezüglich der Antennen 3, 4, 5, 6 vorab festgelegt ist und während der Einstellung der Sendebedingungen weitgehend beibehalten wird.The flowchart in FIG. 4 explains how the theft protection system is initialized and thus the transmission conditions are set. Prerequisite is that the position and location of the transponder 7 with respect to the antennas 3 , 4 , 5 , 6 is fixed in advance and is largely maintained during the setting of the transmission conditions.
Zunächst wird ein Fragesignal mit anfänglich festgelegten Werten für die Sendebedingungen von der Sende- und Empfangs einheit 1 der Reihe nach über alle Antennen 3-6 ausgesen det. Die Sende- und Empfangseinheit 1 wartet daraufhin für eine vorbestimmte Zeitdauer auf ein Antwortsignal des Trans ponders 7. Falls der Transponder 7 das Fragesignal innerhalb dieser Zeitdauer empfängt, so sendet er ein Antwortsignal zu rück. Solange das Antwortsignal von der Sende- und Empfangs einheit 1 empfangen wird, werden erneut Fragesignale ausge sendet und dabei die Sendebedingungen so lange geändert, bis das Antwortsignal nicht mehr empfangen wird.First of all, a question signal with initially defined values for the transmission conditions is transmitted by the transmitting and receiving unit 1 in sequence over all antennas 3-6 . The transmitting and receiving unit 1 then waits for a predetermined period of time for a response signal from the trans ponder 7 . If the transponder 7 receives the question signal within this period, it sends back an answer signal. As long as the response signal is received by the transmitting and receiving unit 1, question signals are sent out again and the transmission conditions are changed until the response signal is no longer received.
Wird danach das Antwortsignal nicht mehr empfangen, so werden die letzten Sendebedingung in den Sendespeicher 15 gespei chert. Somit ist der Sende- und Empfangseinheit 1 bekannt, wie groß die Reichweite des Fragesignals ist. Wenn sich der Transponder 7 bei der Initialisierung innerhalb der Reichwei te der Antennen befindet, so ist später beim Betreiben des Diebstahlschutzsystems sichergestellt, daß der Transponder 7 sicher angesprochen, solange er sich innerhalb dieser Reich weite befindet.Thereafter the response signal is no longer received, the last sending conditions are chert vomit in the transmission memory 15th The transmitting and receiving unit 1 thus knows how long the range of the query signal is. If the transponder 7 is within the range of the antennas during initialization, it is later ensured when operating the anti-theft system that the transponder 7 is addressed safely as long as it is within this range.
Dieses Verfahren zum Einstellen der Sendebedingungen (Ini tialisierung) kann für jeden dem Diebstahlschutzsystem zuge ordneten Transponder 7 separat durchgeführt werden. Falls je der Transponder 7 eine für ihn charakteristische Kennung ("Schlüsselnummer") aufweist, so kann er diese mit seinem Antwortsignal zurücksenden. Somit erkennt die Sende- und Emp fangseinheit 1, wann und bei welchem Transponder 7 ein Ant wortsignal zurückgekommen ist. Sie kann dann zu jedem Trans ponder 7, d. h. zu jeder Kennung, eigene systematisch festge legte Sendebedingungen speichern.This procedure for setting the transmission conditions (initialization) can be carried out separately for each transponder 7 assigned to the theft protection system. If each transponder 7 has a characteristic identifier ("key number") for it, it can send it back with its response signal. Thus, the transmitting and receiving unit 1 recognizes when and with which transponder 7 an answer signal has returned. You can then save for each trans ponder 7 , ie for each identifier, its own systematically defined transmission conditions.
Typischerweise wird als Sendebedingung die Sendeleistung (Strom und Spannung) und die sich damit ergebende Reichweite des Fragesignals verwendet. Die Sendeleistung kann beispiels weise durch Ansteuern der Antennen 3-6 mittels PMW-Signalen (pulweitenmodulierten Signalen), durch Phasenanschnittsteue rung, durch Spannungssteuerung oder durch Stromsteuerung ein gestellt werden.The transmission power (current and voltage) and the resulting range of the interrogation signal are typically used as the transmission condition. The transmission power can be set, for example, by controlling the antennas 3-6 by means of PMW signals (pulse width modulated signals), by phase control, by voltage control or by current control.
Anhand der Fig. 5 wird das Verfahren zum Initialisieren bei spielhaft anhand des Einstellens der Reichweite des Fragesi gnals der Innenraumantenne 6 näher erläutert.The method for initializing at is explained way of example with reference to the setting of the range of the Fragesi gnals the indoor antenna 6 with reference to the Fig. 5.
Der Transponder 7 befindet sich in einer vorab definierten und während der Initialisierung gleichbleibenden Position au ßen unmittelbar auf der fahrerseitigen Seitenscheibe oder in einem vorbestimmten Abstand dazu. Die Innenraumantenne 6 sen det das Fragesignal zunächst bei einer großen Reichweite aus und wartet auf das Antwortsignal.The transponder 7 is located in a predefined position which remains constant during the initialization, directly on the driver's side window or at a predetermined distance from it. Sen indoor antenna 6 first det the question signal at a long reach and waits for the response signal.
Solange das Antwortsignal noch empfangen wird, wird die Reichweite schrittweise oder kontinuierlich erniedrigt. So bald das Antwortsignal nicht mehr ankommt, ist die Sendelei stung (sich ergebende Reichweite II in der Fig. 5) der In nenraumantenne 6 ausreichend, um später beim Betreiben des Diebstahlschutzsystems sicher einen Transponder 7 innerhalb des Kraftfahrzeugs von der Innenraumantenne 6 aus anzuspre chen.As long as the response signal is still being received, the range is gradually or continuously reduced. As soon as the answer signal does not arrive more, Sendelei is stung (resulting range II in FIG. 5) of sufficient In nenraumantenne 6 to later during operation of the anti-theft system secure a transponder 7 chen within the motor vehicle from the indoor antenna 6 from verify spre.
Alternativ kann auch das Verfahren zum Einstellen der Reich weite bei einer relativ kleinen Reichweite begonnen werden. Dabei soll sicher noch kein Antwortsignal von dem Transponder 7 zurückgesendet werden. Dann wird ausgehend von diesem An fangswert die Sendestärke und damit die Reichweite systema tisch erhöht, bis ein Antwortsignal von dem Transponder 7 empfangen wird. Somit ist die Sendeleistung (und damit die Reichweite I in der Fig. 5) bekannt, um bei zukünftigen Startversuchen den Transponder 7 im Innenraum im Bereich des Fahrersitzes sicher anzusprechen. Die spätere Sendeleistung darf also nicht viel kleiner werden als diese ermittelte Sen deleistung.Alternatively, the procedure for setting the range can be started with a relatively short range. No response signal is to be sent back from the transponder 7 yet. Then, based on this initial value, the transmission strength and thus the range is systematically increased until a response signal is received by the transponder 7 . The transmission power (and thus the range I in FIG. 5) is thus known in order to reliably address the transponder 7 in the interior in the area of the driver's seat during future start attempts. The subsequent transmission power must therefore not be much smaller than this determined transmission power.
Der Transponder 7 kann auch eine Meßeinrichtung 20 (vgl. Fig. 3) aufweisen, mit der die Leistung des empfangen Fragesi gnals gemessen wird. Dies setzt voraus, daß der anfängliche Wert der Sendeleistung groß genug ist und die Richtcharakte ristik der Antennen 3-6 bekannt sind. Wenn der gemessene Wert der Empfangsleistung im Antwortsignal zurück zu der Sen de- und Empfangseinheit 1 gesendet wird, so kann die Sende- und Empfangseinheit 1 daraus anhand von Vergleichsmessungen und unter Berücksichtigung der tatsächlich vorliegenden Richtcharakteristik einen Wert für die Sendeleistung berech nen, für die dann eine ausreichende Reichweite des Fragesi gnals erzielt wird. Somit wird das Verfahren der Initialisie rung zeitlich kürzer, da nur ein oder zwei Fragesignale aus gesendet werden müssen.The transponder 7 can also have a measuring device 20 (cf. FIG. 3) with which the power of the received signal is measured. This assumes that the initial value of the transmission power is large enough and the directional characteristics of the antennas 3-6 are known. When the measured value of the reception power de- in the response signal back to the Sen and receiving unit 1 is sent, the transmitting and receiving unit 1 can therefrom based on comparison measurements and taking into account the fact present directional characteristic of a value for the transmission power NEN calculation, for then a sufficient range of the question signal is achieved. The initialization process is therefore shorter in time, since only one or two query signals have to be sent out.
Statt eines Transponders 7 kann auch eine separate Meßvor richtung 21 verwendet werden, wie sie in der Fig. 6 darge stellt ist. Am Bandende bei der Fahrzeugherstellung wird die se Meßvorrichtung 21 verwendet, um die Sendeleistung aller Antennen 3-6 einzustellen. Diese Meßvorrichtung 21 weist ein Rahmengestell 22 auf, an dem vier Halterungen 23 befe stigt sind. An den Halterungen 23 sind jeweils entweder Transponder 7 oder Meßköpfe 24 angeordnet, die die Feldstärke des von den Antennen 3, 4, 5, 6 ausgesendeten elektromagneti schen Feldes im Bereich der Meßköpfe 24 und damit die Emp fangsstärke messen. Die jeweils auf einer Seite des Rahmenge stells 22 befindlichen Meßköpfe 24 sind miteinander und mit einem Meßgerät 25, wie beispielsweise einem Diagnosegerät, elektrisch verbunden. Die beiden vorderen Meßköpfe 24 sind ebenfalls elektrisch miteinander verbunden. Das Rahmengestell 22 weist Kabelführungen auf, in denen Kabel von den Meßköpfen 24 zu dem Meßgerät 25 führen.Instead of a transponder 7 , a separate Meßvor device 21 can be used, as it is shown in FIG. 6 Darge. At the end of the line in vehicle manufacture, this measuring device 21 is used to set the transmission power of all antennas 3-6 . This measuring device 21 has a frame 22 on which four brackets 23 are BEFE Stigt. On the brackets 23 either transponder 7 or measuring heads 24 are arranged, which measure the field strength of the electromagnetic fields emitted by the antennas 3 , 4 , 5 , 6 in the area of the measuring heads 24 and thus the receiving strength. The measuring heads 24 located on one side of the frame 22 are electrically connected to one another and to a measuring device 25 , such as a diagnostic device. The two front measuring heads 24 are also electrically connected to one another. The frame 22 has cable guides in which cables lead from the measuring heads 24 to the measuring device 25 .
Zum Einstellen der Sendebedingungen und insbesondere der Sen deleistung und damit der Reichweite wird das Kraftfahrzeug in diese Meßvorrichtung 21 bei der Fertigung am Bandende gefah ren, so daß die Halterungen 23 im Bereich der Seitenscheiben oder in einem definierten Abstand dazu außerhalb des Kraft fahrzeugs liegen. Anschließend wird die Initialisierung zum Einstellen der Sendebedingungen von dem Meßgerät 25 aus ge startet, wobei die Antennen 3-6 nacheinander oder auch zeitgleich aktiviert werden, damit sie das Fragesignal aus senden. To set the transmission conditions and in particular the Sen deleistung and thus the range, the motor vehicle is in this measuring device 21 during manufacture at the end of the band, so that the brackets 23 are in the region of the side windows or at a defined distance from it outside the motor vehicle. Subsequently, the initialization for setting the transmission conditions from the measuring device 25 is started, the antennas 3-6 being activated in succession or simultaneously so that they transmit the question signal.
Die Sendeleistung der einzelnen Antennen 3-6 und damit die Reichweite des Fragesignals wird dann sukzessive so einge stellt, daß gerade noch ein oder gerade mehr kein ausreichen des Feld von den Meßköpfen 24 detektiert wird. Ebenso kann die Sendeleistung schrittweise derart eingestellt werden, daß die Feldstärke am Ort der Meßköpfe 24 einen vorgegebenen Schwellwert gerade über- oder unterschreitet.The transmission power of the individual antennas 3-6 and thus the range of the query signal is then successively adjusted so that just one or just no more of the field is detected by the measuring heads 24 . Likewise, the transmission power can be set in steps such that the field strength at the location of the measuring heads 24 just exceeds or falls below a predetermined threshold value.
Der Wert der ermittelten Sendeleistung wird der Sende- und Empfangseinheit 1 über eine Diagnoseschnittstelle mitgeteilt. Die Sende- und Empfangseinheit 1 speichert dann die zuletzt eingestellte Sendeleistung in dem Sendespeicher 15. Die In itialisierung dauert nur einige Sekunden. Danach können die Sendebedingungen für andere Transponder 7 oder für ein ande res Kraftfahrzeug eingestellt werden. Die so eingestellten Sendebedingungen werden dann bei Betrieb des Kraftfahrzeugs verwendet, um eine Authentifikation durchzuführen.The value of the determined transmission power is communicated to the transmitting and receiving unit 1 via a diagnostic interface. The transmission and reception unit 1 then stores the transmission power last set in the transmission memory 15 . The initialization takes only a few seconds. Then the transmission conditions for other transponders 7 or for another motor vehicle can be set. The transmission conditions set in this way are then used during operation of the motor vehicle in order to carry out an authentication.
Aufgrund der von den Meßköpfen 24 gemessenen Empfangsleistung und der dazu korrelierenden Sendeleistung kann anhand von Er fahrungswerten bei bekannter Magnetfeldverteilung (bekannter Richtcharakteristik der Antenne) errechnet werden, wie die Sendebedingungen und damit die Sendeleistung der Antennen 3, 4, 5, 6 eingestellt werden muß, damit ein Transponder 7 im Bereich des Fahrersitzes das Fragesignal immer sicher empfan gen kann. Wenn die optimalen Sendebedingungen anhand von Meß werten errechnet wird, so müssen nur ein oder zwei Fragesi gnale ausgesendet werden, um die Sendestärke festzulegen. So mit kann das Diebstahlschutzsystem relativ schnell am Banden de initialisiert werden.On the basis of the received power measured by the measuring heads 24 and the correlating transmit power, experience values with known magnetic field distribution (known directional characteristics of the antenna) can be used to calculate how the transmit conditions and thus the transmit power of the antennas 3 , 4 , 5 , 6 must be set, so that a transponder 7 in the area of the driver's seat can always safely receive the query signal. If the optimal transmission conditions are calculated on the basis of measured values, only one or two question signals have to be sent out in order to determine the transmission strength. So with the anti-theft system can be initialized relatively quickly on the band.
Durch das Einstellen der Sendebedingungen wird erreicht, daß nur derjenige Transponder 7 mit dem Fragesignal angesprochen wird, der sich später innerhalb der Reichweite des Fragesi gnals aufhält. Weiter entfernte Transponder 7 werden dadurch nicht angesprochen. Außerdem wird das durch die Antennen 3 - 6 jeweils erzeugte elektromagnetische Feld auf ein minimales Maß in seiner Stärke reduziert. Die von dem Diebstahlschutz system benötigte Energie kann somit auf ein unbedingt notwen diges Minimum reduziert werden. Dadurch werden die elektroma gnetischen Störungen durch das Diebstahlschutzsystem auf an dere Geräte verringert. Auch wird der Benutzer weniger durch ein zu großes Feld belastet. Überdies ist die Funktionssi cherheit gegeben und eine klare Unterscheidung von Innenraum und Außenraum gegeben, da die Sendeleistung so eingestellt wird, daß bei einer Innenraumerkennung nur ein Fragesignal mit entsprechender Stärke zu einem Transponder 7 im Innenraum gesendet wird und bei einer Außenraumerkennung nur ein Frage signal mit begrenzter Reichweite in den Außenraum gesendet wird.By setting the transmission conditions it is achieved that only that transponder 7 is addressed with the question signal that is later within the range of the Fragesi signal. This does not address transponders 7 which are further away. In addition, the strength of the electromagnetic field generated by antennas 3 - 6 is reduced to a minimum. The energy required by the anti-theft system can thus be reduced to an absolutely necessary minimum. This reduces the electromagnetic interference caused by the anti-theft system to other devices. The user is also less burdened by a field that is too large. In addition, the functional safety is given and there is a clear distinction between the interior and the exterior, since the transmission power is set so that when an interior is detected, only a question signal with the appropriate strength is sent to a transponder 7 in the interior and with an exterior detection only a question signal limited range is sent outside.
Die Sendestärke kann auf diese Weise so eingestellt werden, daß sie auch nie zu gering ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der Transponder 7 möglichst beim ersten Aussenden des Fragesignals bereits dieses empfängt, sobald er sich inner halb der Reichweite des Fragesignals aufhält. Der Benutzer kann auch somit den Transponder 7 an jeder Stelle bei sich tragen oder im Fahrzeuginneren ablegen, ohne daß der Frage- Antwort-Dialog eingeschränkt wird.The transmission strength can be set so that it is never too low. This ensures that the transponder 7 receives the question signal as soon as possible when it is first sent as soon as it is within the range of the question signal. The user can thus carry the transponder 7 with him at any point or place it inside the vehicle without the question-answer dialog being restricted.
Wenn die Sendestärke der Innenraumantenne 6 oder der Türan tennen 3 und 4 gerade so abgestimmt ist, daß das Fragesignal bis knapp außerhalb der Seitenscheiben reicht, so ist der Be nutzer immer sicher, daß der Transponder 7 im Innenraum durch das Fragesignal angesprochen wird. Für eine Außenraumerken nung werden die Antennen 3-5 so eingestellt, daß das Frage signale nur im Außenraum und nur die begrenzte Reichweite wirksam ist. If the transmission strength of the indoor antenna 6 or Türan 3 and 4 is tuned so that the question signal extends to just outside the side windows, the user is always sure that the transponder 7 is addressed in the interior by the question signal. For an outside detection, the antennas 3-5 are set so that the question signals is only effective in the outside and only the limited range.
Das Fragesignal enthält eine binäre, codierte Information oder eine Zufallszahl, die moduliert zu dem Transponder 7 übertragen wird. Nur wenn der Transponder 7 die vollständige Information empfängt, gilt das Fragesignal als korrekt emp fangen. Das Antwortsignal enthält ebenfalls eine binäre, co dierte Information, die verschlüsselt und moduliert zu der Sende- und Empfangseinheit 1 im Kraftfahrzeug übertragen wird. Diese binäre Information kann auch benutzer- oder fahr zeugspezifische Daten aufweisen. Ebenso kann die Kennung des Transponders 7 darin enthalten sein. Desweiteren können Steuerinformationen darin enthalten sein, anhand derer die Sende- und Empfangseinheit 1 erkennt, welche fahrzeugseitigen Einrichtungen mit dem Antwortsignal gesteuert werden sollen.The question signal contains binary, coded information or a random number which is transmitted to the transponder 7 in modulated form. Only when the transponder 7 receives the complete information is the question signal received correctly. The response signal also contains binary, coded information, which is transmitted in encrypted and modulated form to the transmitting and receiving unit 1 in the motor vehicle. This binary information can also have user-specific or vehicle-specific data. The identifier of the transponder 7 can also be contained therein. Furthermore, control information can be contained therein, on the basis of which the transmitting and receiving unit 1 recognizes which vehicle-side devices are to be controlled with the response signal.
In der Sende- und Empfangseinheit 1 im Kraftfahrzeug wird das Antwortsignal demoduliert, entschlüsselt und auf seine Be rechtigung geprüft. Die darin enthaltene binäre Informationen wird ausgewertet und dementsprechend Steuersignale erzeugt. Allerdings werden die entsprechenden Einrichtungen nur dann gesteuert, wenn die binäre Information mit der in dem Soll wertspeicher 14 gespeicherten Sollinformation übereinstimmt.In the transmitting and receiving unit 1 in the motor vehicle, the response signal is demodulated, decrypted and checked for its authorization. The binary information contained therein is evaluated and control signals are generated accordingly. However, the corresponding devices are only controlled if the binary information matches the target information stored in the target value memory 14 .
Das Einstellen der Sendebedingungen wird für alle Antennen 3 - 6 vorgenommen, damit der Benutzer auf jedem Fall in sein Fahrzeug einsteigen und es auch starten kann, auch wenn der Transponder 7 irgendwo im Kraftfahrzeug liegt. Die Antennen 3 - 6 empfangen das Antwortsignal und leiten es zu der Sende- und Empfangseinheit 1 weiter, wo es auf seine Berechtigung überprüft wird. Wenn das Antwortsignal berechtigt ist, so wird eine Zentralverriegelungsanlage betätigt oder eine Weg fahrsperre des Kraftfahrzeugs gelöst. Somit wird das Benut zen, d. h. das Starten und Wegfahren des Kraftfahrzeugs ermög licht. The transmission conditions are set for all antennas 3 - 6 so that the user can get into his vehicle in any case and also start it, even if the transponder 7 is somewhere in the motor vehicle. The antennas 3 - 6 receive the response signal and forward it to the transmitting and receiving unit 1 , where it is checked for its authorization. If the response signal is authorized, a central locking system is actuated or an immobilizer of the motor vehicle is released. Thus, the use, ie starting and driving away of the motor vehicle is made possible.
Eine Antenne kann als elektrische Spule in der Nähe des Zünd schlosses, in Bereich der Fahrzeugtür oder der Beifahrertür, in der Karosserie im Bereich des Rücksitzes, des Tanks oder der Stoßfänger oder an sonstigen Stellen in der Karosserie sowie an Ausstattungsgegenständen, wie den Sitzen, angeordnet sein. Alle Antennen 3, 4, 5, 6 werden am Bandende in ihrer Sendeleistung eingestellt. Falls sich die Reichweite der Si gnale infolge von Bauelementetoleranzen dauerhaft ändern sollten, so können die Sendebedingungen auch später im Be trieb des Kraftfahrzeugs in einer autorisierten Werkstatt oder vom Besitzer auf gleiche Weise nochmals nachjustiert werden.An antenna can be arranged as an electrical coil in the vicinity of the ignition lock, in the area of the vehicle door or the passenger door, in the body in the area of the rear seat, the tank or the bumper or in other places in the body and on items of equipment, such as the seats be. All antennas 3 , 4 , 5 , 6 are set at the end of the band in their transmission power. If the range of the signals should change permanently as a result of component tolerances, the transmission conditions can also be readjusted later when the motor vehicle is being operated in an authorized workshop or by the owner in the same way.
Das Einstellen der Sendebedingungen am Bandende beim Fahr zeughersteller hat den Vorteil, daß später im Betrieb des Diebstahlschutzsystems kein Mehrfachaussenden des Fragesi gnals notwendig ist. Außerdem wird der Innenraum des Kraft fahrzeugs durch die eingestellte Sendeleistung mit einem Feld der Innenraumantenne 6 überdeckt, ohne den Außenraum zu über strahlen. Es werden also Überreichweiten der Innenraumantenne 6 vermieden.Setting the transmission conditions at the end of the tape at the vehicle manufacturer has the advantage that later in the operation of the anti-theft system, it is not necessary to send the Fragesi signal repeatedly. In addition, the interior of the motor vehicle is covered by the set transmission power with a field of the interior antenna 6 without overexposing the exterior. Exceeding ranges of the indoor antenna 6 are thus avoided.
Die Sende- oder Richtcharakteristik der Innenraumantenne 6 ist in der Fig. 5 kreisförmig dargestellt. Dies stellt na türlich eine idealisierte Strahlungscharakteristik dar, die bei realen Antennen 3, 4, 5, 6 in einem Kraftfahrzeug nicht erreicht wird. Die Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes der Innenantenne wird durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs und durch sonstige, magnetisch oder elektrisch leitenden Tei le beeinflußt und ist daher ungleichförmig ausgebildet. Da die Initialisierung des Diebstahlschutzsystem im fertigen Kraftfahrzeug durchgeführt wird, ändert sich die Richtcharak teristik später nur noch unwesentlich durch die Anwesenheit von Personen im Kraftfahrzeug oder durch nachgerüstete Gegen stände. Infolgedessen sind die einmal eingestellten Sendebe dingungen auch während des Betriebs des Diebstahlschutzsy stems weitestgehend gültig und auf das Diebstahlschutzsystem abgestimmt.The transmission or directional characteristic of the indoor antenna 6 is shown in a circle in FIG. 5. Of course, this represents an idealized radiation characteristic, which is not achieved with real antennas 3 , 4 , 5 , 6 in a motor vehicle. The spread of the electromagnetic field of the internal antenna is influenced by the body of the motor vehicle and by other, magnetically or electrically conductive parts and is therefore non-uniform. Since the initialization of the anti-theft system is carried out in the finished motor vehicle, the directional characteristic changes later only insignificantly due to the presence of people in the motor vehicle or through upgraded objects. As a result, the transmission conditions once set are largely valid even during the operation of the anti-theft system and matched to the anti-theft system.
Claims (8)
- 1. eine in dem Kraftfahrzeug angeordnete Sende- und Empfangs einheit (1), die mit zumindest einer im oder am Kraftfahr zeug angeordneten Antenne (3, 4, 5, 6) elektrisch verbunden ist, über die jeweils ein Fragesignal ausgesendet wird,
- 2. einen tragbaren Antwortgeber (7), der ein Antwortsignal aussendet, wenn er das Fragesignal empfängt, und
- 3. eine Auswerteeinheit (10) in der Sende- und Empfangseinheit (1), die das empfangene Antwortsignal auswertet und mit Sollwerten vergleicht,
von einer in der Sende- und Empfangseinheit (1) angeordneten Steuereinheit (10) ein Fragesignal ausgehend von einer an fänglichen Sendebedingung mehrfach solange systematisch nach einem vorgegebenen Algorithmus mit veränderten Sendebedingun gen in Abhängigkeit vom Empfang eines Antwortsignals ausge sendet wird, bis die Sendebedingungen derart ermittelt sind, daß der in einer vorab definierten, festen Position befindli che Antwortgeber (7) gerade noch ein Fragesignal oder gerade kein Fragesignal mehr empfängt.1. Method for initializing an anti-theft system for a motor vehicle, which has
- 1. a transmission and reception unit ( 1 ) arranged in the motor vehicle, which is electrically connected to at least one antenna ( 3 , 4 , 5 , 6 ) arranged in or on the motor vehicle, via which in each case a query signal is transmitted,
- 2. a portable responder ( 7 ) which emits a response signal when it receives the question signal, and
- 3. an evaluation unit ( 10 ) in the transmitting and receiving unit ( 1 ) which evaluates the received response signal and compares it with target values,
from one arranged in the transmitting and receiving unit (1) control unit (10) an interrogation signal, starting out from a long systematically gene at fänglichen transmission condition several times according to a predetermined algorithm with altered Sendebedingun in response to receipt of an answer signal is sent, until the transmission conditions so determined are that the responder ( 7 ) located in a predefined, fixed position just receives a question signal or no more question signal.
- 1. eine in dem Kraftfahrzeug angeordnete Sende- und Empfangs einheit (1), die mit zumindest einer im oder am Kraftfahr zeug angeordneten Antenne (3, 4, 5, 6) elektrisch verbunden ist, über die jeweils ein Fragesignal ausgesendet wird,
- 2. einen tragbaren Antwortgeber (7), der ein Antwortsignal aussendet, wenn er das Fragesignal empfängt,
- 3. eine Auswerteeinheit (10) in der Sende- und Empfangsein heit, die das empfangene Antwortsignal auswertet und mit Sollwerten vergleicht, und
- 4. einen Sendespeicher (15), in dem Sendebedingungen abgespei chert sind, die während einer Initialisierungsphase ermit telt wurden.
- 1. a transmission and reception unit ( 1 ) arranged in the motor vehicle, which is electrically connected to at least one antenna ( 3 , 4 , 5 , 6 ) arranged in or on the motor vehicle, via which in each case a query signal is transmitted,
- 2. a portable responder ( 7 ) which transmits an answer signal when it receives the question signal,
- 3. an evaluation unit ( 10 ) in the transmitting and receiving unit, which evaluates the received response signal and compares it with target values, and
- 4. a transmission memory ( 15 ) in which transmission conditions are saved, which were determined during an initialization phase.
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